專利名稱：有源區(qū)的形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件的制造領(lǐng)域，尤其涉及有源區(qū)的形成方法。
背景技術(shù)：
隨著集成電路尺寸的減小，構(gòu)成電路的器件必須更密集地放置，以適應(yīng)芯片上可 用的有限空間。在集成電路的最小線寬不斷縮小的情況下，有源區(qū)的線寬也變得越來(lái)越小， 于是對(duì)光刻機(jī)在小線寬器件生產(chǎn)中的工藝能力要求也越來(lái)越高?，F(xiàn)有工藝定義有源區(qū)的方法如下所示參考圖1，提供一半導(dǎo)體襯底100 ；用熱氧 化法在半導(dǎo)體襯底100上形成墊氧化層102，所述墊氧化層102的材料為二氧化硅；用化學(xué) 氣相沉積法在墊氧化層102上形成腐蝕阻擋層104，所述腐蝕阻擋層104的材料為氮化硅； 用旋涂法在腐蝕阻擋層104上形成光刻膠層106，經(jīng)過(guò)曝光顯影工藝，定義有源區(qū)圖形。如圖2所示，以光刻膠層為掩膜，用干法刻蝕法刻蝕腐蝕阻擋層104、墊氧化層102 和半導(dǎo)體襯底100，形成溝槽108，溝槽108之間的區(qū)域?yàn)橛性磪^(qū)110。現(xiàn)有傳統(tǒng)的形成有源區(qū)工藝過(guò)分依賴于光刻機(jī)的分辨能力，隨著光刻機(jī)受本身光 源波長(zhǎng)的限制而出現(xiàn)極限時(shí)，有源區(qū)的最小線寬也因此被限制了，不可能按需求不斷縮小， 使有源區(qū)最小尺寸的形成遭遇瓶頸。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種有源區(qū)的形成方法，防止有源區(qū)的最小線寬被限 制。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種有源區(qū)的形成方法，包括提供依次形成有墊氧 化層和腐蝕阻擋層的半導(dǎo)體襯底；在腐蝕阻擋層上形成硬掩膜層；用干法刻蝕法刻蝕硬掩 膜層后，用濕法腐蝕法對(duì)硬掩膜層進(jìn)行橫向刻蝕，形成有源區(qū)圖形；以硬掩膜層為掩膜，沿 有源區(qū)圖形刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層和半導(dǎo)體襯底，形成有源區(qū)?？蛇x的，所述硬掩膜層的材料為含硅氧化物或含硅氮化物，厚度為1000埃 3000 埃。所述含硅氧化物為氧化硅、氮氧化硅或富氧二氧化硅，所述含硅氮化物為氮化硅。形成 所述硬掩膜層的方法為化學(xué)氣相沉積法或熱氧化法?？蛇x的，所述濕法腐蝕采用的溶液為氫氟酸和去離子水混合溶液，濃度比為 1 50 1 200?？蛇x的，所述濕法腐蝕的時(shí)間可根據(jù)光刻及干法刻蝕后的實(shí)際線寬及柵極目標(biāo)線 寬來(lái)確定。所述濕法腐蝕的時(shí)間為5秒 60秒?？蛇x的，所述形成硬掩膜層之后還包括步驟在硬掩膜層上形成光刻膠層，定義出 用于干法刻蝕硬掩膜層的有源區(qū)圖形。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)在腐蝕阻擋層上形成硬掩膜層，利用濕法 腐蝕的各向同性的特性，通過(guò)對(duì)硬掩膜層進(jìn)行濕法腐蝕來(lái)打破光刻機(jī)工藝能力對(duì)有源區(qū)最 小線寬的限制，使在硬掩膜層中形成的有源區(qū)目標(biāo)圖形的尺寸達(dá)到有源區(qū)最小線寬。
進(jìn)一步，根據(jù)硬掩膜層光刻及干法刻蝕后的實(shí)際線寬值來(lái)選定濕法腐蝕時(shí)間，能 保證實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)控制濕法腐蝕時(shí)間，達(dá)到有源區(qū)線寬減小后的目標(biāo)線寬，進(jìn)而保證有 源區(qū)線寬的穩(wěn)定性。


圖1至圖2是現(xiàn)有技術(shù)形成有源區(qū)的示意圖；圖3是本發(fā)明定義有源區(qū)的具體實(shí)施方式
流程圖；圖4至圖6是本發(fā)明形成有源區(qū)的第一實(shí)施例示意圖；圖7至圖9是本發(fā)明形成有源區(qū)的第二實(shí)施例示意圖。
具體實(shí)施例方式傳統(tǒng)的有源區(qū)工藝過(guò)分依賴光刻機(jī)的工藝能力，隨著光刻機(jī)受光源波長(zhǎng)的限制而 出現(xiàn)極限時(shí)，有源區(qū)的最小線寬也因此而被限制了。本發(fā)明就是要打破光刻機(jī)工藝能力對(duì)有源區(qū)最小線寬的限制，具體流程如圖3所 示執(zhí)行步驟Si，提供依次形成有墊氧化層和腐蝕阻擋層的半導(dǎo)體襯底；執(zhí)行步驟S2，在腐 蝕阻擋層上形成硬掩膜層；執(zhí)行步驟S3，用干法刻蝕法刻蝕硬掩膜層后，用濕法腐蝕法對(duì) 硬掩膜層進(jìn)行橫向刻蝕，形成有源區(qū)圖形；執(zhí)行步驟S4，以硬掩膜層為掩膜，沿有源區(qū)圖形 刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層，形成有源區(qū)。下面結(jié)合附圖和較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。圖4至圖6是本發(fā)明形成有源區(qū)的第一實(shí)施例示意圖。如圖4所示，提供半導(dǎo)體 襯底200，所述半導(dǎo)體襯底200可以是硅、鍺或絕緣體上硅等半導(dǎo)體材料；在半導(dǎo)體襯底200 上形成墊氧化層202，形成墊氧化層202的方法為熱氧化法，墊氧化層202的材料具體為二 氧化硅；用低壓化學(xué)氣相沉積法或等離子體輔助化學(xué)氣相沉積法在墊氧化層202上形成腐 蝕阻擋層204，用于在后續(xù)蝕刻過(guò)程中保護(hù)下面的墊氧化層202免受腐蝕，其中腐蝕阻擋層 220的材料為氮化硅，一般采用化學(xué)氣相沉積法形成。繼續(xù)參考圖4，用化學(xué)氣相沉積法在腐蝕阻擋層204上形成厚度為1000埃 3000 埃的硬掩膜層205，所述硬掩膜層205的材料為所述硬掩膜層206的材料為含硅氧化物，例 如正硅酸乙酯、氧化硅、氮氧化硅或富氧二氧化硅，硬掩膜層206的材料還可以是含硅氮化 物，例如氮化硅；其作用為在后續(xù)進(jìn)行刻蝕過(guò)程中將其線寬定義為有源區(qū)目標(biāo)尺寸。再參考圖4，然后，用旋涂法在硬掩膜層205上形成光刻膠層206，經(jīng)過(guò)曝光、顯影 等工藝，在光刻膠層上形成有源區(qū)圖形，有源區(qū)圖形之間的區(qū)域?yàn)楦綦x區(qū)。如圖5所示，在硬掩膜層205內(nèi)形成有源區(qū)目標(biāo)圖形，具體工藝如下先以光刻膠 層206為掩膜，沿有源區(qū)圖形，用干法刻蝕法刻蝕硬掩膜層205至露出腐蝕阻擋層204，此時(shí) 刻蝕完的硬掩膜層205線寬與光刻膠定義的有源區(qū)圖形線寬一致；繼續(xù)以光刻膠層206為 掩膜，用濕法腐蝕法對(duì)硬掩膜層205進(jìn)行橫向刻蝕，使硬掩膜層205的線寬進(jìn)一步減小，形 成有源區(qū)目標(biāo)圖形。本實(shí)施例中，濕法腐蝕法采用的溶液為氫氟酸和去離子水混合溶液，氫氟酸和去 離子水的濃度比為1 50 1 200。本實(shí)施例中，由于濕法腐蝕法的各向同性的特點(diǎn)，使最終刻蝕后留下的硬掩膜層205的線寬要比光刻膠層上有源區(qū)圖形的線寬小，達(dá)到減小有源區(qū)線寬的目的。本實(shí)施例中，所述濕法腐蝕的刻蝕時(shí)間為5秒 60秒。根據(jù)硬掩膜層205光刻及 干法刻蝕后的實(shí)際線寬值及有源區(qū)的目標(biāo)線寬來(lái)選定濕法腐蝕時(shí)間，能保證實(shí)際生產(chǎn)中通 過(guò)控制濕法腐蝕時(shí)間，達(dá)到有源區(qū)線寬減小后的目標(biāo)線寬，進(jìn)而保證有源區(qū)線寬的穩(wěn)定性。如圖6所示，去除光刻膠層后，以硬掩膜層205為掩膜，沿有源區(qū)目標(biāo)圖形刻蝕腐 蝕阻擋層204、墊氧化層202和半導(dǎo)體襯底200，形成有源區(qū)210，所述有源區(qū)210之間為淺 溝槽208的區(qū)域，用于后續(xù)沉積絕緣物質(zhì)形成隔離區(qū)。圖7至圖9是本發(fā)明形成有源區(qū)的第二實(shí)施例示意圖。如圖7所示，提供一半導(dǎo) 體襯底300，所述半導(dǎo)體襯底300可以是硅基底或絕緣體上硅。在半導(dǎo)體襯底300上形成墊 氧化層302，形成墊氧化層302的方法為熱氧化法，墊氧化層302的材料具體為二氧化硅； 用低壓化學(xué)氣相沉積法或等離子體輔助化學(xué)氣相沉積法在墊氧化層302上形成腐蝕阻擋 層304，用于在后續(xù)蝕刻過(guò)程中保護(hù)下面的墊氧化層302免受腐蝕。如圖7所示，用化學(xué)氣相沉積法在腐蝕阻擋層304上形成厚度為1000埃 3000 埃的硬掩膜層305，所述硬掩膜層305的材料為含硅氧化物，其作用為在后續(xù)進(jìn)行刻蝕過(guò)程 中將其線寬定義為有源區(qū)目標(biāo)尺寸。再參考圖7，然后，用旋涂法在硬掩膜層305上形成光刻膠層306，經(jīng)過(guò)甩干烘干工 藝，使光刻膠層306平整均勻；然后，對(duì)光刻膠層306進(jìn)行曝光顯影，在光刻膠層306上定義 有源區(qū)圖形。本實(shí)施例中，所述光刻膠層306可以是正膠，也可以是負(fù)膠，具體選擇可以與顯影 液配合。參考圖8，在硬掩膜層305內(nèi)形成有源區(qū)目標(biāo)圖形，具體工藝如下先以光刻膠層 306為掩膜，沿有源區(qū)圖形，用干法刻蝕法刻蝕硬掩膜層305至露出腐蝕阻擋層304，此時(shí)刻 蝕完的硬掩膜層305線寬與光刻膠定義的有源區(qū)圖形線寬一致；繼續(xù)以光刻膠層306為掩 膜，用濕法腐蝕法對(duì)硬掩膜層305進(jìn)行橫向刻蝕，使硬掩膜層305的線寬進(jìn)一步減小，形成 有源區(qū)目標(biāo)圖形。本實(shí)施例中，濕法腐蝕法采用的溶液為氫氟酸和去離子水混合溶液，氫氟酸和去 離子水的濃度比為1 50 1 200。本實(shí)施例中，由于濕法腐蝕法的各向同性的特點(diǎn)，使最終刻蝕后留下的硬掩膜層 305的線寬要比光刻膠層上有源區(qū)圖形的線寬小，達(dá)到減小有源區(qū)線寬的目的。本實(shí)施例中，所述濕法腐蝕的刻蝕時(shí)間為5秒 60秒。根據(jù)硬掩膜層305光刻 及干法刻蝕后的實(shí)際線寬值來(lái)選定濕法腐蝕時(shí)間，能保證實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)控制濕法腐蝕時(shí) 間，達(dá)到有源區(qū)線寬減小后的目標(biāo)線寬，進(jìn)而保證有源區(qū)線寬的穩(wěn)定性。如圖9所示，去除光刻膠層306。所述去除方法可以是灰化法去除光刻膠層306， 然后再采用濕法刻蝕法去除殘留的光刻膠層306 ；還可以直接采用濕法刻蝕法去除光刻膠 層 306。繼續(xù)參考圖9，以硬掩膜層305為掩膜，沿有源區(qū)目標(biāo)圖形刻蝕腐蝕阻擋層304、墊 氧化層302，形成有源區(qū)310，所述有源區(qū)310之間的區(qū)域?yàn)楦綦x區(qū)；將半導(dǎo)體襯底300放入 爐管內(nèi)，用熱氧化法氧化隔離區(qū)的半導(dǎo)體襯底300，使氧氣與半導(dǎo)體襯底硅結(jié)合，形成材料 為二氧化硅的LOCOS (局部硅氧化)隔離結(jié)構(gòu)308。
　本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種有源區(qū)的形成方法，其特征在于，包括提供依次形成有墊氧化層和腐蝕阻擋層的半導(dǎo)體襯底；在腐蝕阻擋層上形成硬掩膜層；用干法刻蝕法刻蝕硬掩膜層后，用濕法腐蝕法對(duì)硬掩膜層進(jìn)行橫向刻蝕，形成有源區(qū) 目標(biāo)圖形；以硬掩膜層為掩膜，沿有源區(qū)圖形刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層，形成有源區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，所述硬掩膜層的材料為含硅 氧化物或含硅氮化物，厚度為1000埃 3000埃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，所述含硅氧化物為氧化硅、氮 氧化硅或富氧二氧化硅，所述含硅氮化物為氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，形成所述硬掩膜層的方法為 化學(xué)氣相沉積法或熱氧化法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，所述濕法腐蝕采用的是氫氟 酸和去離子水混合溶液，濃度比為1 50 1 200。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，所述濕法腐蝕的時(shí)間可根據(jù) 光刻及干法刻蝕后的實(shí)際線寬及柵極目標(biāo)線寬來(lái)確定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，所述濕法腐蝕的時(shí)間為5秒 60秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述有源區(qū)的形成方法，其特征在于，所述形成硬掩膜層之后還包 括步驟在硬掩膜層上形成光刻膠層，定義出用于干法刻蝕硬掩膜層的有源區(qū)圖形。
全文摘要
一種有源區(qū)的形成方法，包括提供依次形成有墊氧化層和腐蝕阻擋層的半導(dǎo)體襯底；在腐蝕阻擋層上形成硬掩膜層；用干法刻蝕法刻蝕硬掩膜層后，用濕法腐蝕法對(duì)硬掩膜層進(jìn)行橫向刻蝕，形成有源區(qū)目標(biāo)圖形；以硬掩膜層為掩膜，沿有源區(qū)圖形刻蝕腐蝕阻擋層、墊氧化層和半導(dǎo)體襯底，形成有源區(qū)。本發(fā)明通過(guò)對(duì)硬掩膜層進(jìn)行濕法腐蝕來(lái)打破光刻機(jī)工藝能力對(duì)有源區(qū)最小線寬的限制。
文檔編號(hào)H01L21/027GK102087960SQ20091025136
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月3日
發(fā)明者匡金, 張明敏, 王樂(lè), 邵永軍 申請(qǐng)人:無(wú)錫華潤(rùn)上華半導(dǎo)體有限公司, 無(wú)錫華潤(rùn)上華科技有限公司